i Unit Pembelajaran 9 : Virus
Unit Pembelajaran 9 : Virus ii Unit Pembelajaran 09 VIRUS MATA PELAJARAN BIOLOGI MADRASAH ALIYAH Penanggung Jawab Direktorat GTK Madrasah Direktorat Jenderal Pendidikan Islam Kementerian Agama Republik Indonesia Penyusun Tina Yulistania Tinia Leyli Shofia Ahmad Lilik Muntamah Andri Adi Mustika Sri Suripti Reviewer Ade Suryanda Copyright © 2020 Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan Madrasah Hak Cipta Dilindungi Undang-undang Dilarang mengcopy sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial tanpa izin tertulis dari Kementerian Agama Republik Indonesia
iii Unit Pembelajaran 9 : Virus KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Undang – Undang Nomor 14 Tahun 2005 tentang Guru dan Dosen Pasal 1 ayat 1 menyatakan bahwa Guru adalah pendidik profesional dengan tugas utama mendidik, mengajar, membimbing, mengarahkan, melatih, menilai, dan mengevaluasi peserta didik pada Pendidikan Anak Usia Dini jalur Pendidikan Formal, Pendidikan Dasar, dan Pendidikan Menengah. Agar dapat melaksanakan tugas utamanya dengan baik, seorang guru perlu meningkatkan kompetensi dan kinerjanya secara bertahap, berjenjang, dan berkelanjutan melalui Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB) guru. Untuk itu saya menyambut baik terbitnya modul ini sebagai panduan semua pihak dalam melaksanakan program PKB. Peningkatan Kompetensi Pembelajaran merupakan salah satu fokus upaya Kementerian Agama, Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan (GTK) dalam meningkatkan kualitas madrasah melalui pembelajaran berorientasi keterampilan berpikir tingkat tinggi, kontekstual, dan terintegrasi dengan nilai-nilai keislaman. Program PKB dilakukan mengingat luasnya wilayah Indonesia dan kualitas pendidikan yang belum merata, sehingga peningkatan pendidikan dapat berjalan secara masif, merata, dan tepat sasaran. Modul ini dikembangkan mengikuti arah kebijakan Kementerian Agama yang menekankan pada pembelajaran berorientasi pada keterampilan berpikir tingkat tinggi atau higher order thinking skills (HOTS) dan terintegrasi dengan nilai-nilai keislaman. Keterampilan berpikir tingkat tinggi adalah proses berpikir kompleks dalam menguraikan materi, membuat kesimpulan, membangun representasi, menganalisis, dan membangun hubungan dengan melibatkan aktivitas mental yang paling dasar. Sementara, nilai-nilai keislaman diintegrasikan dalam pembelajaran sebagai hidden curriculum sehingga tercipta generasi unggul sekaligus beriman dan bertakwa serta berakhlak mulia. Sasaran Program PKB ini adalah seluruh guru di wilayah NKRI yang tergabung dalam komunitas guru sesuai bidang tugas yang diampu di wilayahnya
Unit Pembelajaran 9 : Virus iv masing-masing. Komunitas guru dimaksud meliputi kelompok kerja guru (KKG), Musyawarah Guru Mata Pelajaran (MGMP), dan Musyawarah Guru Bimbingan Konseling (MGBK). Model pembelajaran yang digunakan dalam modul ini adalah melalui moda Tatap Muka In-On-In sehingga guru tidak harus meninggalkan tugas utamanya di madrasah sebagai pendidik. Semoga modul ini dapat digunakan dengan baik sebagaimana mestinya sehingga dapat menginspirasi guru dalam materi dan melaksanakan proses pembelajaran. Kami ucapkan terima kasih atas kerja keras dan kerja cerdas para penulis dan semua pihak terkait yang dapat mewujudkan Modul ini. Semoga Allah SWT senantiasa meridhai dan memudahkan upaya yang kita lakukan. Aamiin. Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Jakarta, Oktober 2020 An. Direktur Jenderal, Direktur Guru Dan Tenaga Kependidikan Madrasah, Muhammad Zain
v Unit Pembelajaran 9 : Virus DAFTAR ISI KATA PENGANTAR................................................................................................................iii DAFTAR ISI .............................................................................................................................. v DAFTAR TABEL .....................................................................................................................vii DAFTAR GAMBAR................................................................................................................viii 01 PENDAHULUAN.................................................................................................................1 A. Latar Belakang ................................................................................................................1 B. Tujuan................................................................................................................................1 C. Manfaat ............................................................................................................................2 D. Sasaran............................................................................................................................2 E. Petunjuk Penggunaan ..................................................................................................2 1. Alat dan Bahan yang harus disiapkan oleh guru: ...........................................5 2. Alat dan Bahan yang harus disiapkan oleh peserta didik: ...........................5 02 TARGET KOMPETENSI ...................................................................................................6 A. Target Kompetensi Guru .............................................................................................6 1. Kompetensi Guru: .......................................................................................................6 2. Indikator Pencapaian Kompetensi Guru: .............................................................6 B. Target Kompetensi/Capaian Pembelajaran Peserta Didik .................................. 7 1. Kompetensi Dasar ...................................................................................................... 7 2. Indikator Pencapaian Kompetensi Peserta Didik............................................... 7 03 MATERI DAN ORGANISASI PEMBELAJARAN................................................. 10 A. Ruang Lingkup Materi ................................................................................................ 10 B. Organisasi Pembelajaran........................................................................................... 10 C. Strategi dan Model Pembelajaran........................................................................... 10 04 KEGIATAN PEMBELAJARAN.........................................................................................11
Unit Pembelajaran 9 : Virus vi A. Pengantar........................................................................................................................11 B. Aplikasi dalam Kehidupan...........................................................................................11 C. Integrasi Keislaman......................................................................................................13 D. Bahan Bacaan...............................................................................................................15 E. Aktivitas Pembelajaran...............................................................................................49 1. Aktivitas Pembelajaran Topik 1: Ciri dan Replikasi Virus.................................49 2. Aktivitas Pembelajaran Topik 2: Peranan Virus dalam Kesehatan Masyarakat.....................................................................................................................53 F. Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) .........................................................................57 1. Contoh LKPD 1...........................................................................................................58 2. Contoh LKPD 2.........................................................................................................62 G. Pengembangan Penilaian........................................................................................ 66 05 PENILAIAN.......................................................................................................................70 A. Tes Formatif..................................................................................................................70 B. Penilaian ........................................................................................................................75 1. Penilaian untuk Guru................................................................................................75 2. Penilaian untuk Peserta Didik...............................................................................76 06 PENUTUP......................................................................................................................... 77 KUNCI JAWABAN TES FORMATIF...................................................................................78 GLOSARIUM ..........................................................................................................................79 DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................................81
vii Unit Pembelajaran 9 : Virus DAFTAR TABEL Tabel 1 Target Kompetensi Dasar Peserta Didik ............................................................ 7 Tabel 2 Indikator Pencapaian Kompetensi Peserta Didik............................................8 Tabel 3 Organisasi Pembelajaran .................................................................................... 10 Tabel 4 Perbedaan Virus dengan Bakteri ......................................................................22 Tabel 5 Desain Pembelajaran Topik 1............................................................................ 50 Tabel 6 Refleksi Pelaksanaan Pembelajaran On Job Training Topik 1...................53 Tabel 7 Desain Pembelajaran Topik 2 ............................................................................54 Tabel 8 Foto Ultramikroskopis Virus dan Gambar Skematisnya ..............................58 Tabel 9 Kisi-Kisi Pengembangan Soal ........................................................................... 66 Tabel 10 Kisi-Kisi Pengembangan Soal Pedagogik..................................................... 69 Tabel 11 Instrumen Penilaian bagi Guru ..........................................................................75 Tabel 12 Instrumen Penilaian bagi Peserta Didik .........................................................76
Unit Pembelajaran 9 : Virus viii DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Alur Tatap Muka In-On-In................................................................................... 4 Gambar 2 Langkah-langkah Percobaan Adolf Mayer..................................................16 Gambar 3 Langkah-langkah Percobaan Dmitri Ivanowsky .........................................17 Gambar 4 Langkah-langkah Percobaan Martinus Beijerink .......................................17 Gambar 5 Struktur Virus .................................................................................................... 20 Gambar 6 Bentuk-bentuk virus.........................................................................................23 Gambar 7 Struktur Tubuh Virus: a. Naked Virus, b. Enveloped-virus, c. Bacteriofage......................................................................................................25 Gambar 8 Proses Replikasi pada Virus secara Litik dan Lisogenik.........................29 Gambar 9 Tahapan Replikasi Virus Berselubung (Enveloped-Virus) ......................30 Gambar 10 Tahapan Replikasi Retrovirus........................................................................31 Gambar 11 Terapi Gen secara In Vivo..............................................................................35 Gambar 12 Struktur Virus Covid-19 ..................................................................................45 Gambar 13 Siklus Hidup SARS-CoV-2.............................................................................46 Gambar 14 Contoh Poster yang Bisa dibuat peserta didik Berkaitan dengan Edukasi Covid-19..............................................................................................48
1 Unit Pembelajaran 9 : Virus 01 PENDAHULUAN A. Latar Belakang Pendidikan merupakan proses yang sangat strategis dalam mencerdaskan kehidupan bangsa sehingga harus dilakukan secara profesional. Undang-Undang Nomor 14 Tahun 2005 tentang Guru dan Dosen Pasal 10 ayat (1) mengamanatkan bahwa guru yang profesional harus memiliki kompetensi pedagogik, kompetensi kepribadian, kompetensi sosial, dan kompetensi profesional. Keempat kompetensi tersebut bersifat holistik dan merupakan suatu kesatuan yang menjadi ciri guru profesional. Agar dapat melaksanakan tugas profesinya dengan baik, seorang guru perlu meningkatkan kompetensi dan kinerjanya secara bertahap, berjenjang, dan berkelanjutan melalui Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB) guru. Strategi pelaksanaan PKB guru madrasah yang ditempuh oleh Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan Madrasah adalah melalui KKG/MGMP/MGBK, Kantor Wilayah Kementerian Agama Provinsi, dan Kementerian Agama Pusat. Untuk mendukung program tersebut, diperlukan modul sebagai salah satu aternatif sumber bahan ajar bagi guru untuk mempelajari konten materi, merancang pembelajaran dan cara mengajarkannya, mengembangkan Lembar Kerja Peserta Didik, mengembangkan instrumen penilaian dan evaluasi proses dan hasil belajar. B. Tujuan Tujuan modul ini adalah: 1. Meningkatkan kompetensi pedagogis dan kompetensi profesional guru melalui kegiatan PKB. 2. Meningkatkan hasil Asesmen Kompetensi Guru (AKG). 3. Menfasilitasi sumber belajar guru dan peserta didik dalam mengembangkan kurikulum, mempersiapkan dan melaksanaan pembelajaran yang mendidik.
Unit Pembelajaran 9 : Virus 2 C. Manfaat Manfaat yang ingin dicapai: 1. Sebagai sumber belajar bagi guru dalam melaksanakan PKB untuk mencapai target kompetensi pedagogis dan kompetensi profesional tertentu. 2. Sebagai sumber bagi guru dalam mengembangkan kurikulum, persiapan dan pelaksanaan pembelajaran yang mendidik. 3. Sebagai bahan malakukan asesmen mandiri guru dalam rangka peningkatan keprofesionalan. 4. Sebagai sumber dalam merencanakan dan melaksanakan penilaian dan evaluasi proses dan hasil belajar peserta didik. 5. Sebagai sumber belajar bagi peserta didik untuk mencapai target kompetensi dasar. D. Sasaran Adapun sasaran modul ini adalah: 1. Fasilitator nasional, provinsi, dan kabupaten/kota 2. Pengawas Madrasah 3. Kepala Madrasah 4. Ketua KKG/MGMP/MGBK 5. Guru 6. Peserta didik. E. Petunjuk Penggunaan Agar Anda berhasil dengan baik dalam mempelajari dan mempraktikkan modul ini, ikutilah petunjuk belajar sebagai berikut: 1. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan sampai Anda memahami benar tujuan mempelajari Unit Pembelajaran ini. 2. Pelajarilah dengan seksama bagian target kompetensi sehingga Anda benarbenar memahami target kompetensi yang harus dicapai baik oleh diri Anda sendiri maupun oleh peserta didik. 3. Kegiatan Pembelajaran untuk menyelesaikan setiap Unit Pembelajaran dilakukan melalui moda Tatap Muka In-On-In sebagai berikut:
3 Unit Pembelajaran 9 : Virus a. Kegiatan In Service Learning 1. Kegiatan ini dilakukan secara tatap muka untuk mengkaji materi bersama fasilitator dan teman sejawat. Aktivitas yang dilakukan diantaranya: 1) Melakukan analisis kurikulum dan analisis hasil belajar peserta didik dari skor Ujian Nasional (UN) atau sumber lain untuk mengetahui kebutuhan kompetensi peserta didik. 2) Mempelajari konten materi ajar dan mendiskusikan materi ajar yang sulit atau berpeluang terjadi miskonsepsi. 3) Mempelajari dan mendesain pembelajaran yang sesuai dengan daya dukung madrasah dan karakteristik peserta didik. 4) Mempelajari dan membuat LKPD. 5) Mempersiapkan perangkat penilaian proses dan hasil belajar. 6) Dalam kegiatan ini, dapat juga dilakukan rencana pengambilan data untuk dikembangkan menjadi Penelitian Tindakan Kelas. b. Kegiatan On The Job Learning. Pada tahap ini, Anda dapat mengkaji kembali uraian materi secara mandiri dan melakukan aktivitas belajar di madrasah berdasarkan rancangan pembelajaran, LKPD, dan instrumen penilaian yang telah dipersiapkan pada kegiatan In Service Learning 1. Buatlah catatan-catatan selama pelaksanaan pembelajaran sebagai bahan refleksi pada kegiatan In Service Learning 2 atau sebagai data hasil PTK. Semua hasil kegiatan peserta didik dilampirkan sebagai bukti fisik bahwa Anda telah menyelesaikan seluruh tugas on yang ada pada Unit Pembelajaran. c. Kegiatan In Service Learning 2. Tahap ini dilakukan secara tatap muka bersama fasilitator dan teman sejawat untuk melaporkan dan mendiskusikan hasil kegiatan on. Arahkan diskusi pada refleksi untuk perbaikan dan pengembangan pembelajaran berikutnya. Jika memiliki data-data hasil PTK dapat pula dijadikan sebagai bahan diskusi dalam kegiatan ini.
Unit Pembelajaran 9 : Virus 4 4. Ujilah capaian kompetensi Anda dengan mengerjakan soal tes formatif, kemudian cocokkan jawaban Anda dengan kunci jawaban yang tersedia di bagian akhir Unit Pembelajaran. 5. Lakukan penilaian mandiri sebagai refleksi ketercapaian target kompetensi. Gambar 1 Alur Tatap Muka In-On-In Dalam melaksanakan setiap kegiatan pada modul ini, Anda harus mempertimbangkan prinsip kesetaraan dan inklusi sosial tanpa membedakan suku, ras, golongan, jenis kelamin, status sosial ekonomi, dan yang berkebutuhan khusus. Kesetaraan dan inklusi sosial ini juga diberlakukan bagi pendidik, tenaga kependidikan dan peserta didik. Dalam proses diskusi kelompok yang diikuti lakilaki dan perempuan, perlu mempertimbangkan kapan diskusi harus dilakukan secara terpisah baik laki-laki maupun perempuan dan kapan harus dilakukan bersama. Anda juga harus memperhatikan partisipasi setiap peserta didik dengan seksama, sehingga tidak mengukuhkan relasi yang tidak setara.
5 Unit Pembelajaran 9 : Virus Sebelum mempelajari atau mempraktikkan modul ini, ada beberapa perangkat pembelajaran, alat dan bahan yang harus disiapkan oleh guru dan peserta didik agar proses pembelajaran berjalan dengan baik. 1. Alat dan Bahan yang harus disiapkan oleh guru: a. Laptop/gawai dan akses internet b. Buku paket/referensi c. Materi dalam bentuk handout/dalam bentuk powerpoint d. Lembar Kerja Peserta Didik e. Instrumen penilaian proses 2. Alat dan Bahan yang harus disiapkan oleh peserta didik: a. Bahan ajar/referensi (Buku Paket, Hand Out, <odul, dll) b. Alat tulis lengkap Unit Pembelajaran dalam modul ini dibagi dalam dua topik, dengan total alokasi waktu yang digunakan diperkirakan 14 Jam Pembelajaran: 1. In Servive Learning 1 : 6 JP 2. On the Job Learning : 4 JP 3. In Servive Learning 2 : 4 JP
Unit Pembelajaran 9 : Virus 6 02 TARGET KOMPETENSI A. Target Kompetensi Guru Target kompetensi guru didasarkan pada Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Republik Indonesia Nomor 16 Tahun 2007 Tentang Standar Kualifikasi Akademik dan Kompetensi Guru. Dalam Unit Pembelajaran ini, target kompetensi yang dituangkan hanya yang terkait kompetensi pedagogis dan kompetensi profesional. Kompetensi Guru Mata pelajaran Biologi pada SMA/MA, SMK/MAK pada materi virus: 1. Kompetensi Guru: • Memahami konsep-konsep, hukum-hukum, dan teori-teori biologi serta penerapannya secara fleksibel. • Memahami proses berpikir biologi dalam mempelajari proses dan gejala alam. • Menggunakan bahasa simbolik dalam mendeskripsikan proses dan gejala alam/biologi. • Menjelaskan penerapan hukum-hukum biologi dalam teknologi yang terkait dengan biologi terutama yang dapat ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. • Memahami lingkup dan kedalaman biologi sekolah. • Kreatif dan inovatif dalam penerapan dan pengembangan bidang ilmu biologi dan ilmu-ilmu yang terkait. 2. Indikator Pencapaian Kompetensi Guru: • Menjelaskan karakteristik, struktur dan replikasi virus serta penerapannya secara fleksibel. • Menjelaskan proses berpikir biologi dalam mempelajari proses replikasi biologi. • Menggunakan bahasa simbolik dalam mendeskripsikan proses replikasi pada bakteri. • Menjelaskan penerapan konsep virus dalam teknologi yang terkait dengan virus terutama yang dapat ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. • Menganalisis lingkup dan kedalaman materi virus • Kreatif dan inovatif dalam penerapan dan pengembangan model pembelajaran dalam materi virus
7 Unit Pembelajaran 9 : Virus B. Target Kompetensi/Capaian Pembelajaran Peserta Didik Target kompetensi peserta didik dalam Unit Pembelajaran ini dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar kelas X semester 1 (satu) sesuai dengan permendikbud nomor 37 tahun 2018 Tentang Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar Pelajaran Kurikulum 2013 Pada Pendidikan Dasar dan Pendidikan Menengah sebagai berikut: 1. Kompetensi Dasar Tabel 1 Target Kompetensi Dasar Peserta Didik No. Kompetensi Dasar/Capaian Pembelajaran Target Kompetensi Dasar/Capaian Pembelajaran 3.4 Menganalisis struktur dan replikasi, serta peran virus dalam aspek kesehatan masyarakat. Menganalisis struktur dan replikasi, serta peran virus dalam aspek kesehatan masyarakat. 4.4 Melakukan kampanye tentang bahaya virus dalam kehidupan terutama bahaya AIDS berdasarkan tingkat virulensinya melalui berbagai media informasi. Melakukan kampanye tentang bahaya virus dalam kehidupan terutama bahaya AIDS berdasarkan tingkat virulensinya melalui berbagai media informasi. 2. Indikator Pencapaian Kompetensi Peserta Didik Kompetensi dasar dikembangkan menjadi beberapa indikator pencapaian kompetensi sebagai acuan bagi guru untuk mengukur pencapaian kompetensi dasar. Dalam rangka memudahkan guru menentukan indikator yang sesuai dengan tuntunan kompetensi dasar, indikator dibagi menjadi tiga kategori, yaitu indikator pendukung, indikator kunci, dan indikator pengayaan sebagai berikut:
Unit Pembelajaran 9 : Virus 8 Tabel 2 Indikator Pencapaian Kompetensi Peserta Didik Kompetensi Dasar/ Capaian Pembelajaran Indikator Pencapaian Kompetensi 3.4. Menganalisis struktur dan replikasi, serta peran virus dalam aspek kesehatan masyarakat. IPK Pendukung: 3.4.1 Menerapkan pemahaman tentang virus berkaitan tentang ciri dan struktur virus. 3.4.2 Menerapkan pemahaman tentang virus berkaitan tentang replikasi virus secara litik maupun lisogenik. 3.4.3 Menerapkan pemahaman tentang virus berkaitan tentang peran virus dalam aspek kesehatan masyarakat. IPK Inti: 3.4.4 Menganalisis struktur virus berkaitan dengan patogenitasnya. 3.4.5 Menganalisis cara repliikasi virus dengan patogenitasnya 3.4.6 Menganalisis peranan virus berdasarkan hasil pengamatan IPK Pengayaan: 3.4.7 menghubungkan struktur virus berkaitan dengan patogenitasnya. 3.4.8 menghubungkan cara repliikasi virus dengan patogenitasnya 3.4.9 Menghubungkan peranan virus dengan perkembangan ilmu dan teknologi 4.4. Melakukan kampanye tentang bahaya IPK Pendukung: 4.4.1 Membuat struktur tubuh virus berdasarkan tipe virusnya
9 Unit Pembelajaran 9 : Virus virus dalam kehidupan terutama bahaya AIDS berdasarkan tingkat virulensinya melalui berbagai media informasi. 4.4.2 Membuat bagan replikasi virus baik secara litik maupun lisogenik 4.4.3 Membuat tabel virus dan penyakit yang disebabkannya IPK Inti: 4.4.4 Menyajikan struktur tubuh virus berdasarkan tipe virusnya 4.4.5 Menyajikan bagan replikasi virus baik secara litik maupun lisogenik 4.4.6 Mengkampanyekan bahaya virus dalam kehidupan terutama bahaya AIDS berdasarkan tingkat virulensinya melalui berbagai media informasi. IPK Pengayaan: 4.4.7 Merancang produk yang bisa dipublikasi terkait peranan virus dalam kesehatan masyarakat berbagai bentuk presentasi/produk (poster, flyer, lagu,video,dll). Dalam kegiatan In Service Learning 1, Anda perlu menganalisis kompetensi yang harus Anda tingkatkan untuk dapat merencanakan pembelajaran, melaksanakan pembelajaran, dan mengevaluasi pembelajaran dengan baik dalam rangka mencapai target Kompetensi Dasar peserta didik. Dari hasil analisi kompetensi tersebut, maka Anda dapat melaksanakan PKB sesuai dengan kompetensi yang ingin Anda tingkatkan pada diri Anda guna mencapai target Kompetensi Peserta didik.
Unit Pembelajaran 9 : Virus 10 03 MATERI DAN ORGANISASI PEMBELAJARAN A. Ruang Lingkup Materi Ruang lingkup materi Virus di Madrasah Aliyah meliputi: a. Ciri dan Struktur Virus b. Replikasi Virus c. Peranan Virus dalam Kesehatan Masyarakat B. Organisasi Pembelajaran Guna memudahkan guru dalam mempelajari modul ini, kita akan membaginya menjadi 2 topik bahasan dengan alokasi waktu sebagai berikut: Tabel 3 Organisasi Pembelajaran Topik Materi Jumlah JP In - 1 On In - 2 1 Ciri, struktur dan replikasi Virus 3 2 2 2 Peranan Virus dalam kesehatan masyarakat 3 2 2 Total Jam Pembelajaran PKB 6 4 4 C. Strategi dan Model Pembelajaran Berdasarkan kompetensi dasar peserta didik yang diharapkan muncul melalui pembelajaran virus, maka ada beberapa model pembelajaran abad 21 yang bisa dijadikan alternatif dalam merancang pembelajaran virus: 1. Inquiry Learning 2. Discovery Learning 3. Problem based Learning 4. Project Based Learning.
11 Unit Pembelajaran 9 : Virus 04 KEGIATAN PEMBELAJARAN A. Pengantar Unit Pembelajaran ini disusun sebagai salah satu aternatif sumber belajar bagi guru maupun peserta didik untuk memahami materi virus. Melalui pembahasan materi pada unit pembelajaran ini dan video pembelajaran yang menyertainya, guru dapat memiliki dasar pengetahuan untuk mengajarkan materi tersebut kepada peserta didik. Sementara bagi peserta didik, dapat digunakan sebagai sumber belajar untuk mencapai kompetensi dasar yang ditetapkan. Unit Pembelajaran ini dilengkapi dengan target kompetensi guru maupun peserta didik agar terjadi sinkronisasi antara kompetensi yang harus dimiliki guru dengan kompetensi dasar yang harus dikuasai peserta didik. Bahan bacaan sengaja disusun secara singkat dan padat sehingga diharapkan memudahkan guru dan peserta didik dalam memahami konten dan menghindarkan dari kesalahan konsep. Aplikasi virus dalam dunia nyata serta integrasi nilai-nilai keislaman akan mendorong pembelajaran yang kontekstual sekaligus menanamkan nilai-nilai karakter peserta didik. Unit pembelajaran juga dilengkapi contoh alternatif aktivitas pembelajaran, lembar kegiatan peserta didik (LKPD), dan contoh kisi-kisi pengembangan intrumen penilaian HOTS guna memudahkan guru dalam merancang pembelajaran yang sesuai dengan daya dukung madrasah dan karakteristik peserta didik. Di akhir unit pembelajaran terdapat latihan tes formatif yang dapat dijadikan intrumen penilaian diri bagi guru sebelum melaksanakan Asesmen Kompetensi Guru (AKG) maupun peserta didik dalam hal penguasaan materi. B. Aplikasi dalam Kehidupan Istilah virus seringkali dihubungkan dengan sesuatu yang negatif. Hal ini dikarenakan banyak penyakit yang disebabkan oleh virus. Belum lagi, saat ini dunia sedang waspada dengan virus corona atau SARS-CoV-2 yang telah menginfeksi puluhan juta orang di puluhan negara. Virus corona sendiri dilaporkan pertama kali muncul di Wuhan, Cina, sekitar bulan Desember 2019 lalu. Sampai
Unit Pembelajaran 9 : Virus 12 bulan September 2020 ini, sebanyak 29,4 juta orang di dunia telah terjangkit virus yang menyebabkan gejala pneumonia tersebut. Virus corona telah menyebar secara luas di dunia dan menyebabkan banyak kematian, khususnya bagi penderita usia lanjut dan memiliki penyakit menahun, dengan efek virus yang luar biasa tersebut menyebabkan kasus Corona Virus Disease 2019 (Covid-19) ini disebut sebagai Pandemi. WHO (World Health Organization atau Badan Kesehatan Dunia) secara resmi mendeklarasikan virus corona (Covid-19) sebagai pandemi pada tanggal 9 Maret 2020. Artinya, virus corona telah menyebar secara luas di dunia. Istilah pandemi terkesan menakutkan tapi sebenarnya itu tidak ada kaitannya dengan keganasan penyakit tapi lebih pada penyebarannya yang meluas. Dengan ditetapkan virus sebagai penyebab pandemi, maka bertambah pula citra negatif virus dalam kehidupan. Tapi, seperti hal lain pada umumnya, virus pun dapat dilihat dari dua sisi, yaitu positif dan negatif. Apa sisi positif dari virus? Virus saat ini sudah banyak dikembangkan sebagai agen mutasi atau vektor dalam rekayasa genetika, misalnya ketika virus digunakan dalam pembuatan antitoksin. Dimana proses pembuatannya dengan cara menggabungkan DNA virus dan gen yang bersifat menguntungkan. DNA virus kemudian menghubungkan DNA manusia dengan DNA bakteri, sehingga sel bakteri tersebut mengandung gen manusia yang dapat membuat antitoksin. Virus juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan insulin. Dimana virus penyebab kanker dicangkok dengan gen penghasil insulin ke bakteri. Bakteri tersebut kemudian berkembang biak sekaligus memproduksi insulin. Di bidang pertanian, virus juga memiliki manfaatnya sendiri, salah satunya adalah sebagai pengendali hama serangga. Salah satu kelompok virus Baculovirus, dapat menginfeksi serangga dan arthropoda lainnya. Baculovirus kemudian ditanamkan pada gen tanaman pertanian. Akibatnya, larva serangga yang memakan tumbuhan tersebut akan terinfeksi dengan Baculovirus dan lamakelamaan dapat merusak jaringan tubuhnya. Di bidang ilmu pengetahuan, virus telah lama dikaji, khususnya pada studi molekuler dan seluler. Ilmuwan juga menggunakan virus untuk penelitian genetik,
13 Unit Pembelajaran 9 : Virus seperti replikasi DNA, transkripsi, formasi RNA, formasi protein, dan lain-lain. Tidak hanya itu, ilmuwan juga menemukan cara untuk melakukan pengendalian terhadap kanker menggunakan virus. Cell-killing effects pada virus digunakan untuk viroterapi yang akan membunuh sel kanker dalam tubuh. C. Integrasi Keislaman virus adalah patogen yang berukuran mikroskopik yang menginfeksi sel organisme biologis. Walaupun ukurannya sangat kecil ternyata virus memiliki peranan yang luar biasa dalam kehidupan. Virus menginvasi dan memanfaatkan sel makhluk (sel inang) yang hidup untuk melakukan replikasi atau pembentukan tubuhnya sendiri. Terkait hal di atas ternyata sudah disampaikan dalam Al Qur’an bahwa di dalam makhluk hidup bisa terdapat struktur yang lebih kecil yang bisa menjadi parasit atau agen penginfeksi. Hal ini terdapat dalam surat Al baqoroh ayat 26, yaitu: Sesungguhnya Allah tidak segan membuat perumpamaan seekor nyamuk atau yang lebih kecil dari itu. Adapun orang-orang yang beriman, mereka tahu bahwa itu kebenaran dari Tuhan. Tetapi mereka yang kafir berkata, “Apa maksud Allah dengan perumpamaan ini?” Dengan (perumpamaan) itu banyak orang yang dibiarkan-Nya sesat, dan dengan itu banyak (pula) orang yang diberi-Nya petunjuk. Tetapi tidak ada yang Dia sesatkan dengan (perumpamaan) itu selain orang-orang fasik, (QS. Al Baqoroh: 26). Virus menjadi parasit atau agen penginfeksi karena virus membutuhkan sel inang untuk melakukan replikasi/proliferasi. Virus tidak bisa melakukan reproduksi sendiri karena tidak memiliki enzim yang dibutuhkan untuk duplikasi DNA, akhirnya virus menginfeksi sel inang, dan melakukan perbanyakan diri. Setelah itu virus keluar dari tubuh sel inang dalam jumlah yang banyak. Hal ini sesuai dengan salah satu ayat pada Al Qur’an Surat Ali Imran ayat 27 yang artinya:
Unit Pembelajaran 9 : Virus 14 "Engkau masukkan malam ke dalam siang dan Engkau masukkan siang ke dalam malam. Engkau keluarkan yang hidup dari yang mati, dan Engkau keluarkan yang mati dari yang hidup. Dan Engkau beri rezeki siapa sajan yang Engkau kehendaki tanpa hisab (batas)." (QS. Ali Imran: 27) Selain menciptakan yang hidup dari yang mati misalnya tumbuhan dari biji, Allah juga menciptakan yang mati dari yang hidup, dalam hal ini kita analogikan virus sebagai agen penginfeksi yang memiliki ciri sebagai benda mati berkembang dari sel hidup (sel inang). Allah memperlihatkan tanda-tanda kekuasaannya di setiap lini kehidupan dan menunjukan betapa Allah Maha kuasa dan maha mencipta segala yang ada di langit dan bumi beserta isinya. Semoga itu semua menambah keimanan kita, Aamiin. Tidak ada seorangpun yang membantah bahwa agama diturunkan Tuhan untuk menegakkan kemaslahatan, kasih sayang, hak dan keadilan secara tidak pandang bulu di tengah-tengah kehidupan manusia. Dalam Islam, konsep ‘rahmatan lil ‘alamin’ menegaskan komitmen itu. Lebih tegas lagi, ide normatif tersebut dirumuskan dalam lima asas perlindungan hak-hak dasar manusia yang diperkenalkan oleh al-Ghazali dengan istilah al-Kulliyyah al-Khamsah atau adDaruriyyah al-Khamsah yakni perlindungan atas agama, jiwa, akal, keturunan/ kehormatan dan harta. Salah satu bentuk implementasi perlindungan atas jiwa adalah sebagaimana dicontohkan oleh Nabi Muhammad saw dalam menghadapi wabah virus yang melanda ketika itu. Rasulullah saw memerintahkan untuk mengisolasi atau mengkarantina para penderitanya di tempat isolasi khusus, jauh dari pemukiman penduduk. Sebagaimana disebutkan dalam sebuah hadis: “Ketika kalian berada di daerah terkena wabah maka jangan keluar dari daerah itu untuk menghindarinya, dan Ketika suatu daerah terkena wabah maka jangan memasukinya” Bukti sejarah penerapan karantina tertulis dalam The Canon of Medicine karya ilmuwan muslim Ibnu Sina atau Avicenna. Buku wajib dunia kedokteran ini
15 Unit Pembelajaran 9 : Virus menjelaskan, karantina dilakukan untuk mengawasi penyebaran penyakit menular. Selain itu kita sebagai muslim bisa mengambil banyak hikmah dari hadirnya pandemi covid-19 ini. Hikmah inilah yang nantinya perlu kita ambil sebagai pelajaran untuk memperbaiki hubungan kita kepada Allah SWT. Karena biar bagaimanapun Allah menciptakan segala sesuatu di muka bumi ini atas kehendak dan takdirnya. Allah pun mempunyai maksud serta hikmah didalamnya. Dan kita sebagai ummatnya yang beriman dan mempercayai adanya Qodho dan Qodar. Allah SWT telah berfirman dalam surah Al-Baqarah ayat 269 yang Artinya: “ Allah menganugrahkan Al-Hikmah atau (kefahaman yang dalam tentang AlQur’an dan As-Sunnah) kepada siapa yang dikehendaki-Nya. Dan barangsiapa yang di anugerahkan karunia yang banyak. Dan hanya orang-orang yang berakal lah yang dapat mengambil dari Firman Allah SWT” Allah SWT menciptakan manusia dengan sebaik-baik bentuk juga sebaikbaik akal. Dan kita sebagai umat Islam wajib untuk berpikir dan mengambil hikmah yang terjadi dan hikmah yang tersembunyi dibalik adanya segala sesuatu hal, baik itu yang bersifat terang-terangan atau segala hal yang bersifat tersembunyi. D. Bahan Bacaan 1. Bahan Bacaan 1: CIRI DAN REPLIKASI VIRUS Virus berasal dari kata virion (bahasa Latin) yang artinya racun. Berbicara tentang virus menimbulkan perdebatan ilmiah, karena keberadaan virus ‘apakah’ sebagai benda mati atau benda hidup masih belum didapatkan jawaban pasti. Oleh karena itu para ilmuwan tidak berhenti untuk mencari jawaban atas pertanyaan ini, berbagai penelitian dilakukan untuk lebih mengetahui lagi seperti apa karakteristik virus sebenarnya. Pada awalnya, virus dianggap sebagai zat kimiawi biologis. Bahkan akar bahasa latin untuk kata virus berarti “racun”. Karena virus mampu menyebabkan penyakit dan dapat menyebar di antara organisme, akhirnya para peneliti
Unit Pembelajaran 9 : Virus 16 menganggap ada kesamaan dengan bakteri dan mengajukan virus sebagai bentuk kehidupan yang paling sederhana. Akan tetapi virus tidak dapat bereproduksi atau melaksanakan aktivitas metabolisme di luar sel inang. Virus beraktivitas hidup dengan “meminjam” perangkat hidup dari sel inang dan mengendalikannya untuk kepentingan dirinya. Penelitian mengenai virus dimulai dengan penelitian mengenai penyakit mosaik yang menghambat pertumbuhan tanaman tembakau dan membuat daun tanaman tersebut memiliki bercak-bercak. Pada tahun 1883, Adolf Mayer, seorang ilmuwan Jerman, menemukan bahwa penyakit tersebut dapat menular ketika tanaman yang ia teliti menjadi sakit setelah disemprot dengan getah tanaman yang sakit. Karena tidak berhasil menemukan mikroba di getah tanaman tersebut, Mayer menyimpulkan bahwa penyakit tersebut disebabkan oleh bakteri yang lebih kecil dari biasanya dan tidak dapat dilihat dengan mikroskop. Gambar 2 Langkah-langkah Percobaan Adolf Mayer (Sumber: https://images.app.goo.gl/BCXqWZx3f1GDj5cNA) Pada tahun 1892, Dimitri Ivanowsky dari Rusia menemukan bahwa getah daun tembakau yang sudah disaring dengan penyaring bakteri masih dapat menimbulkan penyakit mosaik. Ivanowsky lalu menyimpulkan dua kemungkinan, yaitu bahwa bakteri penyebab penyakit tersebut berbentuk sangat kecil sehingga masih dapat melewati saringan, atau bakteri tersebut mengeluarkan toksin yang dapat menembus saringan.
17 Unit Pembelajaran 9 : Virus Gambar 3 Langkah-langkah Percobaan Dmitri Ivanowsky (Sumber: https://images.app.goo.gl/wEXQmDdNCHsHcwkB9) kesimpulan kedua dari penelitian Dimitri Ivanowsky ini ditolak pada tahun 1897 setelah Martinus Beijerinck dari Belanda menemukan bahwa agen infeksi di dalam getah yang sudah disaring tersebut dapat bereproduksi karena kemampuannya menimbulkan penyakit tidak berkurang setelah beberapa kali ditransfer antar tanaman. Patogen mosaik tembakau disimpulkan sebagai bukan bakteri, melainkan merupakan contagium vivum fluidum, yaitu sejenis cairan hidup pembawa penyakit atau agen penginfeksi. Gambar 4 Langkah-langkah Percobaan Martinus Beijerink (Sumber: https://images.app.goo.gl/pN6HLxXdMHuZsePL8)
Unit Pembelajaran 9 : Virus 18 Selain itu Martinus Beijerink melakukan pengujian agen penginfeksi yang diambil dari daun tembakau yang terinfeksi dengan antibiotik. Dari penelitian tersebut diketahui bahwa agen penginfeksi tidak terhambat atau mati oleh antibiotik. Hal ini menjadi bukti bahwa agen penginfeksi tersebut bukan merupakan bakteri, karena bakteri akan terhambat pertumbuhannya oleh antibiotik. Pendapat Beijerinck baru terbukti pada tahun 1935, setelah Wendell Meredith Stanley dari Amerika Serikat berhasil mengkristalkan partikel penyebab penyakit mosaik yang kini dikenal sebagai virus mosaik tembakau. Virus ini juga merupakan virus yang pertama kali divisualisasikan dengan mikroskop elektron pada tahun 1939 oleh ilmuwan Jerman G.A. Kausche, E. Pfankuch, dan H. Ruska. Setelah itu, pada tahun 1898, Loeffler dan Frosch melaporkan bahwa penyebab penyakit mulut dan kaki sapi dapat melewati filter yang tidak dapat dilewati bakteri. Namun demikian, mereka menyimpulkan bahwa patogennya adalah bakteri yang sangat kecil. Dari beberapa penelitian yang dilakukan oleh ilmuwan diatas dapat diambil kesimpulan bahwa virus adalah patogen yang berukuran mikroskopik yang menginfeksi sel organisme biologis. Walaupun ukurannya sangat kecil ternyata virus memiliki peranan yang luar biasa dalam kehidupan. Virus menginvasi dan memanfaatkan sel makhluk (sel inang) yang hidup untuk melakukan replikasi atau pembentukan tubuhnya sendiri. Dalam sel inang, virus merupakan parasite intracelullar obligat dan di luar inangnya menjadi tak berdaya. Selain itu virus memiliki beberapa karakteristik unik, dimana virus merupakan ciptaan Allah yang memiliki ciri sebagai benda mati dan ciri sebagai makhluk hidup. Ciri sebagai benda mati karena bisa dikristalkan dan ciri sebagai makhluk hidup dari virus yaitu bisa melakukan replikasi di dalam sel hidup, misalnya di dalam sel bakteri, sel hewan, dan sel tumbuhan ataupun embrio yang sedang tumbuh.
19 Unit Pembelajaran 9 : Virus Karakteristik Virus • Bahan genetik virus terdiri dari asam ribonukleat (RNA) atau asam deoksiribonukleat (DNA), akan tetapi bukan gabungan dari kedua jenis asam nukleat tersebut. • Virus mengadakan reproduksi hanya dalam sel hidup dan tidak mengadakan kegiatan metabolisme (replikasi) jika berada diluar sel hidup. • Virus tidak membelah diri dengan cara pembelahan biner. Partikel virus baru dibentuk dengan suatu proses biosintesis majemuk yang dilakukan di dalam sel inang. • Asam nukleat partikel virus yang menginfeksi sel akan mengambil alih kekuasaan dan pengawasan sistem enzim hospesnya, sehingga selaras dengan proses sintesis asam nukleat dan protein virus. • Virus yang menginfeksi sel mempergunakan ribosom sel hospes untuk keperluan metabolismenya. • Selama proses pembebasan, beberapa partikel virus mendapat selubung luar yang mengandung lipid, protein, dan bahan-bahan lain yang sebagian berasal dari sel hospes. • Partikel virus lengkap disebut Virion dan terdiri dari inti asam nukleat yang dikelilingi lapisan protein yang bersifat antigenik yang disebut kapsid dengan atau tanpa selubung diluar kapsid. Struktur Virus Satu partikel virus tunggal disebut virion, dan dia terbuat dari asam nukleat (dapat tunggal atau ganda utasan RNA atau DNA, tergantung dari jenis virus itu) dalam sebuah pembungkus atau selubung protein. Selubung protein yang membungkus asam nukleat adalah sebuah kapsid, yang bentuk dan struktur proteinnya adalah khusus untuk setiap jenis virus. Sebuah virion yang diisolasi bersifat tidak aktif; tidak memiliki perangkat metabolismenya sendiri, sehingga tidak dapat melakukan reaksi biologi apapun secara mandiri. Virion dapat dipisahkan menjadi dua bagian terpisah, yakni komponen asam nukleat dan selubung protein, yang masing-masing bagian bisa dikristalkan dan disimpan
Unit Pembelajaran 9 : Virus 20 secara terpisah. Namun jika dicampur atau disatukan kembali akan menjadi “aktif” sebagai penginfeksi seperti sebelumnya. Bentuk struktur virus ada beberapa macam, yakni berbentuk segi banyak atau polihedral, berbentuk T atau berbentuk lurus. Namun bagian yang paling utama pada virus dapat dirangkumkan ada 2 hal, yakni: • Kapsid virus, kapsid yang lengkap terdiri atas satuan-satuan morfologi yang berulang-ulang yang disebut kapsomer, sehingga kapsomer merupakan struktur protein terkecil yang menyusun kapsid • Asam nukleat, bisa terdiri dari DNA atau RNA, namun tidak keduanya. Dapat dipahami bahwa virus dalam bentuknya yang paling sederhana tidak lebih dari pembungkus protein yang disebut kapsid yang mengandung asam nukleat di dalamnya. Namun, banyak virus yang lebih kompleks dan mengandung karbohidrat yang terikat pada protein pembungkus yang berupa selubung berupa lipid dengan reseptor berupa glikoportein, mirip membran sel (gambar 5). Gambar 5 Struktur Virus (Sumber: https://images.app.goo.gl/b3Mqt98QRu6GAiYJ6) Perbedaan Virus dengan Bakteri Virus mempunyai struktur yang sangat sederhana dan mempunyai sifat-sifat yang berbeda dengan bakteri. Adapun perbedaan virus dengan bakteri adalah sebagai berikut: • Ukuran virus sangat kecil, virus berukuran sangat kecil, yaitu 20-300 nm sehingga untuk melihat virus tidak dapat dipakai mikroskop biasa, tetapi harus dengan mikroskop elektron (ME). Sedangkan bakteri berukuran antara 0,5-5μm
21 Unit Pembelajaran 9 : Virus sehingga bisa dilihat dengan mikroskop biasa. Disamping itu virus tidak bisa disaring dengan saringan bakteri biasa (seperti Chamberlaind, Seitz atau Berkefeld) tetapi menggunakan penyaringan membran kolodion jenis microfiltration yang mempunyai pori-pori sangat halus bisa melakukan penyaringan untuk partikel berukuran 0,1 -10 µm. • Susunan materi genetik virus lebih sederhana yaitu terdiri dari satu inti berupa satu molekul RNA atau satu molekul DNA saja. Sedangkan bakteri terdiri dari RNA + DNA + Protein. Karena perbedaan inilah penyakit virus tidak dapat diobati. Tetapi di antara virus-virus ini ada beberapa jenis yang mempunyai susunan materi genetik seperti bakteri. Golongan virus ini disebut virus tidak sejati, misalnya golongan Bedsonia. Golongan ini dapat dihambat oleh obatobatan sulfa dan antibiotika, berbeda dengan golongan virus sejati. Yang termasuk golongan Bedsonia diantaranya Virus Trakhoma, Limfo Granuloma Venereum (LGV), Virus Psittakosis, Inklusion Konyunktivitis (Inklusion blennorrhoe) • Virus hanya bisa hidup dalam sel atau jaringan hidup dan hidupnya selalu intraseluler (Parasite intracelullar obligat), sedangkan bakteri dapat hidup dalam sel hidup maupun sel mati dan bisa intraseluler maupun ekstraseluler. • Virus mempunyai daya mutasi, yaitu daya untuk mengubah sifat antigennya, sedangkan bakteri tidak dapat mengubah sifat antigennya. Mutasi bisa terjadi karena hal- hal berikut: Secara spontan yaitu terjadi dengan sendirinya, jika virus diolah dengan bahan biologi tertentu dan jika virus diradiasi, misalnya dengan sinar ultra violet. • Cara berkembang biak Bakteri berkembang biak dengan cara membelah diri (binary fission) sedangkan virus berkembang biak dengan cara berikut: Virus masuk sel (infeksi), virus melekat pada sel (viropeksis) kemudian menembus sel (penetrasi). Di dalam sel asam nukleat dilepaskan, merangsang isi sel untuk membentuk asam nukleat dan protein yang dimiliki oleh virus yang masuk, kemudian terjadi proses pematangan komponan-komponen yang baru terbentuk. Mulai masuknya virus sampai pematangan komponen-komponen
Unit Pembelajaran 9 : Virus 22 baru disebut stadium eclypse. Bila sel itu mati, maka virusnya pun mati (berbeda dengan bakteri yang tetap hidup sebagai saprofit). Tabel 4 Perbedaan Virus dengan Bakteri Perbedaan Bakteri Virus Ukuran Ukuran bakteri umumnya lebih besar dari 1000 nm Sementara virus ukurannya lebih kecil, yaitu antara 20- 400 nm Dinding Sel Dinding sel bakteri mengandung peptidoglikan atau lipopolisakarida Sementara virus tidak memiliki dinding sel. Fungsi dinding sel digantikan dengan selubung protein Ribosom Ada Tidak ada Jumlah sel Satu sel (uniseluler) Bukan sel karena tidak memiliki kelengkapan organel sel Kehidupan Termasuk organisme hidup Dikatakan hidup jika menempel pada organisme hidup dan dikatakan mati jika terdapat di alam DNA dan RNA Mengambang bebas di sitoplasma Tertutup di dalam selubung protein Infeksi Lokal Sistemik Reproduksi Mampu untuk bereproduksi dengan sendirinya Perlu sel hidup untuk bereproduksi Keterlihatan Karena ukurannya cukup besar, bakteri dapat dilihat hanya dengan mikroskop cahaya Karena ukurannya sangat kecil, virus hanya dapat dilihat oleh mikroskop elektron
23 Unit Pembelajaran 9 : Virus Pengobatan Penyakit yang disebabkan oleh bakteri dapat diatasi dengan antibiotik Sementara, penyakit yang disebabkan oleh virus tidak dapat diatasi dengan antibiotik Contoh Staphylococcus aureus, Vibrio cholerae, dll HIV, Hepatitis A virus, Rhino Virus, dll Sumber : http://www.ebiologi.net/2016/perbedaan-virus-dan-bakteri.html Klasifikasi Virus Klasifikasi pada virus didasarkan pada berbagai kriteria, yaitu: a. Berdasarkan bentuk tubuhnya Bentuk virus bervariasi, ada yang berbentuk bulat, seperti virus penyebab AIDS, berbentuk oval contohnya virus penyebab rabies, berbentuk batang misalnya virus TMV (Tobacco Mosaic Virus), dan berbentuk huruf T pada Bacteriofage yaitu virus yang menyerang bakteri E.coli. Gambar 6 Bentuk-bentuk virus (Sumber: https://sumberbelajar.seamolec.org/Media/Dokumen)
Unit Pembelajaran 9 : Virus 24 b. Berdasarkan kandungan asam nukleatnya Virus dapat diklasifikasi menurut berdasarkan jenis asam nukleatnya, yaitu virus DNA, virus RNA dan Virus Transkripsi Balik. 1) Virus DNA: Virus DNA adalah virus yang asam nukleatnya berupa DNA (asam deoxyribonukleat) baik untai tunggal DNA (ssDNA) atau DNA untai ganda (dsDNA). Contohnya adalah virus herpes, bakteriofag, virus cacar. 2) Virus RNA: Virus RNA adalah virus yang memiliki asam nukleat berupa RNA (asam ribonukleat). Asam nukleat ini biasanya untai tunggal RNA (ssRNA) atau RNA untai ganda (dsRNA). Penyakit manusia yang disebabkan oleh virus RNA diantaranya adalah rabies, pilek, influenza, hepatitis C, penyakit virus Ebola, SARS, , hepatitis E, polio, campak, dan Corona virus. 3) Virus Transkriptase balik/Retrovirus: Virus yang memiliki rantai RNA tunggal dan menggunakan RNA nya sebagai bahan genetik mereka serta sebagai zat perantara DNA dalam siklus replikasi dengan menggunakan enzim reverse transkriptase (transkriptase balik), virus ini disebut retrovirus. Contoh dari retrovirus misalnya HIV penyebab penyakit AIDS. c. Berdasarkan struktur tubuhnya Berdasarkan struktur tubuhnya virus dikelompokan menjadi 2 jenis, yaitu: 1) Nukleokapsid yang telanjang (Naked-Virus), Struktur tubuhnya hanya terdiri atas kapsid dan asam nukleat, misalnya TMV, Adenovirus, dan virus kutil (warzer virus). 2) Nukleokapsid yang diselubungi suatu membran pembungkus (EnvelopedVirus), misalnya pada virus influenza dan virus herpes. Selain terdiri dari asam nukleaat dan kapsid, virus kelompok ini memiliki selubung (enveloped) virus ini diturunkan sebagian dari membran sel inang (fosfolipid dan protein), yang berperan salah satunya untuk melindungi diri dari sistem kekebalan tubuh inang, dan struktur berupa glikoprotein pada permukaan selubung berguna untuk mengidentifikasi dan mengikat reseptor pada membran inang.
25 Unit Pembelajaran 9 : Virus 3) Khusus virus penginfeksi bakteri (Bacteriofage), struktur tubuhnya adalah: a) Kepala Virus, memiliki kepala berisi DNA atau RNA yang menjadi bahan genetik kehidupannya. Isi kepala ini dilindungi oleh kapsid, yaitu selubung protein yang tersusun oleh protein. b) Isi Tubuh Isi, berupa salah satu tipe asam nukleat DNA. c) Ekor, merupakan bagian dalam struktur tubuh virus yang berfungsi sebagai alat untuk menempelkan diri pada sel inang. Ekor yang melekat di kepala ini umumnya terdiri atas beberapa tabung tersumbat yang berisi benang dan serat halus. Adapun pada virus yang hanya menginfeksi sel eukariotik, bagian tubuh ini umumnya tidak dijumpai. Gambar 7 Struktur Tubuh Virus: a. Naked Virus, b. Enveloped-virus, c. Bacteriofage (sumber: https://www.studiobelajar.com/virus) d. Berdasarkan jenis inang/hospesnya 1) Virus Bakteri: virus yang menyerang bakteri contohnya Bacteriofage. 2) Virus Hewan: virus yang menyerang hewan, misalnya virus Rabies, virus tetelo. 3) Virus Tumbuhan: virus yang menyerang tumbuhan, contohnya virus tungro, virus CPVD (Citrus Vein Phloem Degeneration), virus TMV. 4) Virus Manusia: virus yang menyerang manusia, contohnya virus ebola, HIV, SARS-CoV-2, virus hepatitis.
Unit Pembelajaran 9 : Virus 26 “Perkembangbiakan” Virus (Replikasi/Proliferasi Virus) Istilah perkembangbiakan pada virus sebenarnya masih dipertanyakan, karena virus bukan makhluk hidup. Tetapi istilah ini tetap digunakan dengan asumsi perkembangbiakan ini merupakan proses perbanyakan atau replikasi atau disebut juga proliferasi. Untuk berkembang biak, virus memerlukan lingkungan sel hidup. Oleh karena itu, virus menginfeksi sel hidup seperti, bakteri, sel hewan, atau sel tumbuhan untuk bereproduksi. Virus dapat melakukan sintesis biologi untuk membentuk asam nukleat dan selubung protein mereka, dan replikasi hanya dalam sel hidup dari spesies yang benar-benar inangnya. Ketika virus memasuki sel inangnya, ia “mengambil alih” mesin metabolisme sel dan jalur-jalur reaksi biologinya untuk membuat lebih banyak asam nukleat dan selubung protein virus, yang kemudian secara spontan dan bersamaan membentuk banyak virus, tidak hanya dua bahkan bisa menjadi ratusan virus. Virus mampu menggandakan banyak salinannya sendiri, yang kemudian keluar dari satu sel dan menulari sel lain. Setiap jenis virus memiliki batas kisaran tertentu sel inang atau memiliki inang yang spesifik. Sebagai contoh, bahwa Tobacco Mosaic Virus tidak menyerang manusia. Namun beberapa virus ada yang bisa menyerang ke berbagai organisme, misalnya awalnya virus tersebut hanya menginfeksi manusia namun bisa jadi menginfeksi gorilla, hal ini disebabkan karena manusia terkait lebih dekat dengan gorilla, banyak virus manusia dapat berpindah saat berkunjung ke gorilla yang ada di kebun binatang. Saat manusia yang terinfeksi virus melakukan kontak dengan gorilla maka virus bisa berpindah dari manusia tersebut ke gorilla, sehingga gorilla menjadi terinfeksi dan menjadi sakit (ini menjadi salah satu alasan mengapa orang-orang tidak diperkenankan memberi makan sembarangan di kebun binatang). Virus menggunakan suatu reaksi biologi, seperti mekanisme “kunci dan anak kunci” (“lock & key”) untuk bergabung ke reseptor pada membran sel inang, sehingga inang mungkin hanya satu atau beberapa yang terkait erat spesies. Setiap virus memiliki organ/sel target target tertentu, misalnya virus HIV akan menyerang sel limfosit T, dan virus gondong menyerang kelenjar ludah. Kemampuan virus menginfeksi sel inang sangat
27 Unit Pembelajaran 9 : Virus bergantung kepada kesesuaian antara protein luar yang dimiliki virus dengan molekul reseptor spesifik pada permukaan sel inang yang menjadi targetnya. Tujuan virus menginfeksi sel inang adalah untuk melakukan perbanyakan diri. Berdasarkan caranya menginfeksi sel inang, ada 2 (dua) macam cara, yaitu infeksi secara (1) litik dan infeksi secara (2) lisogenik. Ingat kembali bahwa virus tidak dapat membelah diri seperti layaknya sebuah sel hidup. Pada infeksi secara litik, virus akan menghancurkan sel inang setelah berhasil melakukan perbanyakan, sedangkan pada infeksi secara lisogenik, virus tidak menghancurkan sel inang tetapi virus berintegrasi dengan materi genetik sel inang, sehingga jika sel inang membelah atau berkembang biak, asam nukleat virus pun ikut tercetak saat sel inang membelah. a. Infeksi secara Litik, Infeksi secara litik melalui fase-fase berikut ini: 1) Fase adsorpsi: Virus menempelkan dirinya pada sel hidup yang akan diinfeksinya. Virus melekat atau menginfeksi bagian tertentu dari dinding sel inang, daerah itu disebut daerah reseptor (receptor site). Daerah ini khas bagi virus tertentu, dan virus jenis lain tak dapat melekat di tempat tersebut. Meskipun virus penyerang sel inang tidak memiliki enzim-enzim untuk metabolisme, tetapi memiliki enzim lisozim yang berfungsi merusak atau melubangi dinding sel bakteri. 2) Fase Penetrasi: Sesudah dinding sel inang terhidrolisis (rusak) oleh lisozim, maka asam nukleat (DNA/RNA) virus masuk ke dalam sel inang. Fase inilah yang dinamai penetrasi. Tujuannya tak lain adalah merusak dan mengendalikan DNA sel inang, sehingga seolah-olah dapat dinamai sebagai “kudeta”, yakni mengambil alih kekuasaan DNA sel inang dan menjadikan bahan inti virus sebagai pengendali metabolisme sel inang. 3) Fase Replikasi (Fase Sintesis): Dengan menggunakan DNA serta perangkat metabolisme bakteri sebagai bahan, maka sel inang mulai mereplikasi (mencetak Copy) DNA. Selain memperbanyak virus serta membentuk selubung protein. Maka terbentuklah beratus-ratus molekul DNA baru virus yang lengkap dengan selubungnya.
Unit Pembelajaran 9 : Virus 28 4) Fase Perakitan: seluruh komponen virus yang sudah dibentuk kemudian dirakit membentuk struktur tubuh virus yang utuh. 5) Fase Lisis atau Pembebasan virus: Sesudah virus baru terbentuk, sel inang akan pecah (lisis), sehingga keluarlah virus yang baru. Jumlah virus baru ini dapat mencapai sekitar 200. Ciri siklus litik: DNA virus yang mengendalikan kerja sel inang, sel inang mati/lisis, virusnya bersifat virulen (ganas) b. Infeksi secara Lisogenik, Infeksi secara lisogenik melalui fase-fase berikut ini: 1) Fase adsorpsi dan infeksi virus menempel pada tempat yang spesifik. Virus melakukan penetrasi pada sel inang kemudian mengeluarkan materi genetiknya ke dalam tubuh sel inang. 2) Fase penggabungan DNA virus bersatu dengan DNA sel inang membentuk profage. Dalam bentuk profage, sebagian besar gen berada dalam fase tidak aktif, tetapi sedikitnya ada satu gen yang selalu aktif. Gen aktif berfungsi untuk mengkode protein reseptor yang berfungsi menjaga agar sebagian gen profage tidak aktif. 3) Fase pembelahan. Saat sel inang akan melakukan pembelahan, maka sel inang membuat salinan DNA nya terlebih dahulu. Saat membuat salinan DNA nya maka profage pun ikut tersalin dan salinan ini akan dikirimkan ke masingmasing sel anak, sehingga dua sel anakan juga mengandung profage di dalam selnya. Ciri siklus lisogenik: DNA sel inang tetap yang mengendalikan kerja sel, sel inang tidak mati, virusnya bersifat Avirulen (tidak ganas), DNA virus berasosiasi membentuk profage. Demikian penjelasan terkait perbedaan siklus litik dan lisogenik pada replikasi virus. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada gambar 8. Dari gambar tersebut terlhat dengan jelas perbedaan tahapan dari siklus litik dan siklus lisogenik.
29 Unit Pembelajaran 9 : Virus Gambar 8 Proses Replikasi pada Virus secara Litik dan Lisogenik (Sumber: Campbell, N.A. & J.B. Reece, at all. Biology, eleventh edition 2017 page 401) Replikasi Virus Beramplop Masih ingatkah stuktur virus hewan yang dilengkapi dengan amplop atau selubung (enveloped-Virus). Virus tersebut menggunakan struktur itu untuk menginfeksi sel inang. Selain selubung di dalam struktur tubuh virus beramplop Terdapat struktur glikoprotein yang menjulur di permukaan luar selubung dan akan berikatan dengan molekul spesifik Siklus replikasi dari virus berselubung (enveloped-virus) dapat dijelaskan dengan langkah-langkah sebagai berikut: 1. Glikoprotein pada amplop virus berikatan ke molekul reseptor spesifik pada sel inang. Kemudian mendorong virus masuk ke dalam sel dengan mekanisme endositosis. 2. Kapsid dan genom virus memasuki sel. Terjadi penghancuran kapsid oleh enzim yang dihasilkan oleh sel inang sehingga melepaskan genom virus. 3. Genom virus berfungsi sebagai cetakan untuk sintesis untaian RNA komplementer oleh enzim virus. 4. Salinan baru RNA genom virus dibuat dengan menggunakan untai RNA komplementer sebagai cetakan.
Unit Pembelajaran 9 : Virus 30 5. Untai RNA komplementer berfungsi juga sebagai mRNA yang ditranslasikan menjadi protein kapsid (di sitosol) maupun glikoprotein untuk amplop virus. Bagian-bagian dari amplop glikoprotein dibuat oleh ribosom yang berikatan ke retikulum endoplasma (RE) sel inang. Enzim-enzi sel dalam RE dan aparatus golgi kemudian menambahkan gula. Glikoprotein virus yang dihaasilkan, tertanam dalam membran yang dihasilkan sel inang. 6. Vesikel mentranspor glikoprotein amplop ke membran plasma, 7. Kapsid merakit diri di sekeliling setiap molekul genom virus. 8. Setiap virus baru bertunas dan melepaskan diri dari sel inang dengan mekanisme eksositosis. Untuk lebih jelasnya bagaimana proses replikasi pada virus beramplop (enveloped virus) dapat dilihat pada gambar 9 berikut ini: Gambar 9 Tahapan Replikasi Virus Berselubung (Enveloped-Virus) (Sumber: Campbell, N.A. & J.B. Reece, at all. Biology, eleventh edition 2017 page 403)
31 Unit Pembelajaran 9 : Virus Replikasi Retrovirus (Virus RNA) Retrovirus adalah tipe virus yang termasuk golongan virus RNA yang menggunakan RNA sebagai molekul pembawa informasi genetik. Golongan retrovirus memiliki sifat khusus karena memiliki enzim reverse transcriptase, yaitu enzim yang mengubah informasi genetiknya yang berada dalam RNA ke dalam bentuk DNA yang kemudian diintegrasikan ke dalam informasi genetik sel inang yang diserang. Contoh retrovirus adalah HIV, SARS dan lain-lain. Untuk mengetahui bagaimana replikasi virus tipikal retrovirus ini akan diwakili oleh siklus Human Immunodeficiency Virus (HIV). Perhatikan gambar 10 berikut ini: Gambar 10 Tahapan Replikasi Retrovirus (Sumber: Campbell, N.A. & J.B. Reece, at all. Biology, eleventh edition 2017 page 405)
Unit Pembelajaran 9 : Virus 32 Setelah HIV memasuki sel inang, molekul-molekul trankriptase balik nya di lepaskan ke dalam sitoplasma, tempat enzim itu mengatalisis sintesis DNA virus. DNA virus yang baru dibuat kemudian memasuki nukleus sel dan berintegrasi ke dalam DNA dari kromosom. DNA Virus yang terintegrasi disebut provirus/profage, tidak pernah meninggalkan genom sel inang, menjadi penghuni tetap sel. Ingatlah lagi bahwa berkebalikan dengan itu, profage meninggalkan genom inang pada awal siklus lisis. RNA polimerase inang mentrankripsikan DNA Provirus menjadi molekul RNA, yang dapat berfungsi sebagai mRNA untuk sintesis protein virus maupun sebagai genom untuk virus-virus baru yang akan dirakit dan dilepaskan dari sel. Viroid & Prion Terdapat beberapa istilah yang sering dianggap sifatnya sama dengan virus yaitu Viroid dan Prion. Kedua struktur tersebut sebetulnya sangat berbeda dengan struktur yang dimiliki oleh virus (nukleokapsid). Viroid hanya tersusun dari potongan pendek RNA sedangkan prion hanya terdiri dari protein. Viroid adalah adalah patogen tumbuhan yang tersusun dari potongan pendek (beberapa ratus basa nukleotida) RNA yang komplementer, sirkuler, dan beruntai tunggal. Viroid berbeda dengan virus; struktur penyusun viroid tidak memliki kapsid. Viroid hanya mampu bereproduksi di dalam sel hidup sebagai partikel RNA. Contohnya penyebab penyakit spindle tuber disease pada kentang. Viroid merupakan asam nukleat yang kemampuan replikasinya sudah diketahui dengan baik. Yang lebih mengejutkan adalah bukti keberadaan protein penginfeksi, disebut prion. Prion adalah adalah pembawa penyakit menular yang hanya terdiri dari protein, contohnya pada penyakit bovine spongiform encephalopathy (BSE atau sapi gila). Ketika prion memasuki sel yang mengandung bentuk normal protein, prion akan mengubah protein normal lain menjadi prion yang salah menggulung. Kemudian prion yang salah tadi akan beragregasi membentuk kompleks yang dapat mengubah protein normal lain menjadi prion dan bergabung dengan rantai tersebut. Agregasi prion ini akan mengacaukan fungsi sel normal dan menimbulkan gejala penyakit berupa degenerasi otak.
33 Unit Pembelajaran 9 : Virus 2. Bahan Bacaan 2: PERANAN VIRUS DALAM KESEHATAN MASYARAKAT Virus sangat dikenal sebagai penyebab penyakit infeksi pada manusia dan tumbuhan. Sejauh ini tidak ada makhluk hidup yang tahan terhadap virus. Telah kita ketahui sebelumnya bahwa setiap virus secara khusus menyerang sel tertentu pada inangnya (Lock & Key mechanism), misalnya virus yang menyebabkan selesma menyerang saluran pernapasan, virus campak menginfeksi kulit. Begitu juga yang terjadi pada sel penderita AIDS, yaitu suatu penyakit yang mengakibatkan menurunnya daya tahan atau imunitas tubuh penderita. Penyakit tersebut disebabkan oleh virus HIV yang secara khusus menyerang sel darah putih (Limposit T). Selain manusia, virus juga menyebabkan kerugian bagi hewan dan tumbuhan. Tidak sedikit pula kerugian yang diderita peternak atau petani akibat penyakit virus yang menyerang, sehingga mempengaruhi hasil ternak dan hasil panen. Meskipun kebanyakan virus dianggap merugikan kehidupan manusia, hewan, dan tumbuhan. Namun ada juga peranan yang menguntungkan dari virus, diantaranya beberapa virus ada yang dapat dimanfaatkan untuk mengurangi virulensi bakteri patogen, sebagai agen mutasi, menghasilkan antitoksin, terapi gen, pemberantasan serangga hama dan juga bisa sebagai bahan pembuatan vaksin. Peran Virus yang menguntungkan: a. Mengurangi virulensi bakteri patogen Bakteri yang bersifat pathogen atau yang bersifat virulen bisa berubah virulensinya jika bakteri tersebut terinfeksi oleh virus. Hal ini terjadi karena materi genetik virus yang menginfeksi bakteri tersebut akan masuk dan menyisip di DNA bakteri membentuk profage yang akan menyebabkan sifat pathogen yang dimiliki oleh bakteri tersebut akan rusak juga. Contohnya, bakteri difteri yang berbahaya akan berubah sifatnya, jika terinfeksi oleh virus profage.
Unit Pembelajaran 9 : Virus 34 b. Virus sebagai agen penyebab mutasi Virus juga dapat dimanfaatkan sebagai agen penyebab mutasi. Mutasi ini sengaja dilakukan untuk memperoleh sifat-sifat tertentu yang dibutuhkan. Misalnya mutasi yang sengaja dilakukan pada bakteri untuk memperoleh sifat baru yang lebih meguntungkan. Pada proses mutasi bakteri ini digunakan virus. Contoh virus sebagai agen penyebab mutasi pada bakteri adalah virus Mu (Mutator fage). c. Menghasilkan Anti Toksin Antitoksin yaitu zat pelawan racun yang dapat dibentuk dengan menggabungkan DNA virus dengan DNA lain yang menguntungkan yang akan mempengaruhi bakteri yang nantinya akan diinfeksi. Contohnya, DNA virus digabungkan dengan DNA manusia yang memiliki sifat antitoksin (pelawan racun/penyakit). Selanjutnya, virus tersebut diinfeksikan pada sel bakteri sehingga sel bakteri ini memiliki sifat gen manusia, yaitu memiliki sifat antitoksin. Dengan demikian, bakteri yang semula tidak mempunyai sifat antitoksin sekarang sudah memiliki sifat antitoksin. d. Terapi gen Terapi gen merupakan upaya perbaikan informasi genetik dengan memperbaiki susunan basa nitrogen pada untaian DNA di dalam gen. Mekanisme terapi gen bisa dilakukan secara in vivo dan ex vivo. Terapi gen secara in vivo tetap menggunakan bantuan vektor untuk mentransfer gen target ke dalam jaringan atau organ pasien penderita penyakit tertentu. Pada Gambar 11 terlihat adanya vektor transfer gen berupa virus yang dimodifikasi menjadi virus rekombinan dengan menyisipkan DNA dengan gen target untuk terapi melalui metode teknologi DNA rekombinan. Vektor virus yang telah mengandung gen target tersebut kemudian diinjeksikan ke dalam tubuh pasien secara langsung menuju jaringan atau organ target di mana gen untuk terapi tersebut dibutuhkan atau diekspresikan. Terapi gen secara in vivo melibatkan proses transduksi secara langsung di dalam tubuh, lebih mudah dilaksanakan dan dikembangkan dalam skala tertentu, dan tidak membutuhkan fasilitas khusus karena injeksi
35 Unit Pembelajaran 9 : Virus atau transfer gen bisa dilakukan dengan metode umum maupun menggunakan biolistic gene gun. Gambar 11 Terapi Gen secara In Vivo Sumber: http://journal.uinjkt.ac.id/index.php/kauniyah Terapi gen secara ex vivo memiliki tahapan yang lebih kompleks dibanding secara in vivo. Terapi ini melibatkan transduksi di laboratorium dengan kondisi spesifik tertentu sehingga membutuhkan fasilitas laboratorium yang lebih lengkap. Metode ex vivo ini juga mengakibatkan kurangnya populasi sel yang diproliferasi. Tahapan dalam metode terapi gen secara ex vivo yang terdiri dari beberapa langkah, yaitu: 1) Isolasi sel yang memiliki gen abnormal dari pasien penderita penyakit tertentu. Sel hasil isolasi ditumbuhkan pada media kultur tertentu yang sesuai dengan karakteristik sel 2) Sel target yang telah dikultur kemudian diinfeksi dengan retrovirus yang mengandung rekombinan gen dalam bentuk gen normal untuk menggantikan gen abnormal pada sel 3) Produksi rDNA dari RNA rekombinan (jika vektor virus merupakan virus dengan materi genetik berupa RNA) dengan transkripsi balik (reverse transcription)
Unit Pembelajaran 9 : Virus 36 4) Translasi gen normal pada sitoplasma sel menghasilkan protein yang bertanggung jawab pada gen yang mengalami kerusakan (terjadi integrasi antara gen target untuk terapi dengan gen pada sel yang dikultur 5) Seleksi, perbanyakan, dan pengujian sel yang telah ditransfeksi untuk mendapatkan sel normal yang gen abnormalnya telah berhasil digantikan oleh gen baru, Injeksi kembali sel yang telah berhasil direkayasa dengan terapi gen ke dalam jaringan atau organ pasien. e. Pemberantasan serangga hama. Beberapa virus hidup parasit pada serangga. Virus tersebut dibiakan dan digunakan untuk menyemprot serangga atau tanaman, misalnya Baculovirus. Baculovirus ditanamkan pada gen tanaman pertanian. Akibatnya, larva serangga yang memakan tumbuhan tersebut akan terinfeksi dengan Baculovirus dan lama-kelamaan dapat merusak jaringan tubuhnya. Sejak tahun 1950, Baculovirus digunakan sebagai bioinsektisida yang tidak mencemari lingkungan karena tidak menghasilkan senyawa anorganik sebagai residu dari insektisida yang terbuang dan mencemari lingkungan. f. Pembuatan Vaksin Vaksin adalah patogen yang telah dilemahkan yang dimasukan ke dalam tubuh untuk memproduksi antibodi. Vaksin pertama kali ditemukan pada tahun 1796 oleh Edward Jenner yaitu vaksin virus cacar. Sejak saat itu teknologi pembuatan vaksin telah berkembang dengan pesat dan berbagai jenis vaksin untuk mencegah penyakit infeksi telah banyak digunakan. Beberapa contoh vaksin; • Vaksin MMR (Measles, Mumps, Rubella) yang berfungsi untuk mencegah penyakit gondongan dan campak jerman. • Vaksin Hepatitis B (HBV) berfungsi sebagai pencegah sakit kuning • Vaksin Varicella Zoster (HZV) berfungsi mencegah penyakit cacar air • Vaksin Oral Polio (OPV), berfungsi mencegah sakit polio
37 Unit Pembelajaran 9 : Virus Mekanisme pembuatan vaksin Untuk pembuatan vaksin diperlukan beberapa bahan diantaranya adalah antigen, stabilizer, adjuvant, antibiotic dan pengawet. Berikut adalah langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan vaksin, yaitu: a) Proses pembuatan vaksin dimulai dengan pemilihan antigen. Antigen adalah zat atau senyawa yang dapat merangsang sistem imun kita untuk menghasilkan antibodi yang berfungsi sebagai perlawanan dan perlindungan tubuh kita dari infeksi atau penyakit. Dalam hal ini, virus, bakteri, racun, dan zat berbahaya lain seperti bahan kimia juga dapat digolongkan sebagai antigen bagi tubuh manusia. b) Setelah melalui proses pemilihan antigen, proses selanjutnya adalah melakukan isolasi antigen yang bertujuan untuk memisahkan dan menghilangkan zat atau senyawa yang tidak diperlukan dalam proses pembuatan vaksin. Selanjutnya antigen akan di non-aktivasi (dilemahkan atau dimatikan). c) Formulasi vaksin, di mana proses ini adalah proses yang paling rumit dan membutuhkan kehati-hatian tingkat tinggi. Antigen yang telah melalui prosesproses sebelumnya, akan ditambahkan dengan bahan adjuvant yang berfungsi untuk memperkuat respon imun, namun di sisi lain juga tetap melindungi sistem imun. d) Setelah penambahan adjuvant, pembuatan vaksin akan masuk ke dalam tahap pengujian. Tahap pengujian pertama adalah tahap pengujian di laboratorium, tanpa partisipasi dari inang (makhluk hidup). Selanjutnya Pengujian pada hewan, pengujian ini sendiri umumnya dapat memakan waktu hingga bertahuntahun, karena semua efek dan perkembangan, sekecil apapun, harus dicatat. e) Uji Klinis pada manusia, uji ini akan melalui beberapa fase. Pada uji klinis fase I, dilakukan uji keamanan dan imunogenitas vaksin pada beberapa orang yang memiliki risiko rendah, yang umumnya, adalah orang dewasa muda yang tidak memiliki penyakit apapun. Selanjutnya uji klinis fase II yang bertujuan untuk memantau keamanan vaksin, potensi munculnya efek simpang, respon imun, menentukan dosis optimal, serta jadwal dan jeda (jika vaksin harus diberikan
Unit Pembelajaran 9 : Virus 38 lebih dari satu kali) pemberian vaksin. Selanjutnya, ke uji klinis fase III yang bertujuan untuk melihat manfaat vaksin dalam mencegah penyakit yang ditargetkan. f) Setelah kandidat vaksin lolos uji klinis fase III, barulah akan dibuat Surat permohonan Izin Edar Vaksin yang diajukan kepada otoritas yang berwenang, kalau di Indonesia, surat ini akan diajukan kepada Badan Pengawas Obat dan Makanan (BPOM). Setelah mendapatkan izin dari BPOM, barulah vaksin dapat masuk ke tahap pengenalan untuk dapat diedarkan dan digunakan ke masyarakat umum. Peranan Virus yang Merugikan Sebagian besar virus merugikan karena bersifat parasit intraseluler obligat pada sel hidup. Virus dapat menginfeksi dan menyebabkan penyakit pada berbagai organisme baik tumbuhan, hewan dan manusia. Peranan virus yang merugikan dijabarkan sebagai berikut: 1) Virus yang menyerang tumbuhan Banyak virus menyerang tumbuhan. Pada umumnya virus menyerang tumbuhan berbunga dan sering menyebabkan kematian. Umumnya virus yang ditularkan oleh serangga yang membawa virus dari satu tanaman ketanaman yang lain. Beberapa penyakit pada tumbuhan yang disebabkan oleh virus, diantaranya sebagai berikut. a) Penyakit mosaik, yaitu adanya bercak kuning pada daun. Penyakit ini disebabkan oleh Tobacco Mosaik Virus (TMV). Penularan virus ini umumnya dilakukan oleh serangga. b) Penyakit kerdil pada padi yang di bawa oleh wereng hijau dan mengakibatkan pertumbuhan tanaman pada padi tersebut terhambat. Penyakit ini disebabkan oleh virus tungro. Penyakit ini cukup sulit untuk di sembuhkan dan sangat mudah menular karena penyakit ini disebabkan infeksi dari dua virus yang berbahaya yaitu, virus bentuk batang Rice Tungro Bacilliform Badnavirus (RTBV) dan virus bentuk bulat Rice Tungro Spherical Waikavirus (RTSV).
39 Unit Pembelajaran 9 : Virus c) Citrus Vein Phloem Degeneration (CVPD) menyerang pohon jeruk dan menghancurkan pembuluh tapis (floem) sehingga kulit pohon menjadi terkelupas dan akhirnya menjadi kering. d) Penyakit mosaik pada tumbuhan mentimun yang disebabkan oleh Cucumber mosaic virus (CMV). CMV termasuk dalam kelompok (+)ssRNA, family Bromoviridae, genus Cucumovirus. CMV dapat ditularkan dari tanaman ke tanaman baik secara mekanis dengan getah dan oleh kutu daun melalui mulut (stylet). Virus ini juga menginfeksi sayuran lain seperti labu, melon, paprika, kacang-kacangan, tomat, seledri, selada, bayam, dan bit. 2) Virus yang menyerang Hewan Banyak penyakit pada hewan yang disebabkan oleh virus. Beberapa penyakit pada hewan yang disebabkan oleh virus diantaranya sebagai berikut. a) Rabies (anjing gila) disebabkan oleh virus Neurotrop yang biasa menyerang anjing, kera, kucing dan manusia. Ciri-ciri anjing yang terkena rabies diantaranya terdapat perubahan perilaku misalnya menjadi lebih ganas atau sebaliknya, produksi air liur lebih banyak karena memang penularan melalui air lir, dan mata lebih merah dan mengeluarkan air mata, selain itu lebih agresif dan mudah menyerang siapa pun, dan tanda lainnya anjing dengan rabies akan lebih sensitif terhadap sentuhan manusia, cahaya, dan juga suara, sehingga anjing senang berada di tempat sepi dan gelap. b) Tetelo atau sampar ayam pada unggas disebabkan oleh virus Newcastle Disease Virus (NCD). Virus ini merupakan virus yang berukuran cukup besar, yaitu sekitar 150 nm-300 nm. Virus tetelo menyerang sistem saraf dan banyak organ dengan gejala klinis seperti terkena pilek (hidung berair dan tersumbat), mengorok, sayap turun lemas (terkulai), kaki terseret, sampai kepala terkulai atau melipat. c) Penyakit mulut dan kuku pada ternak Sapi, kerbau, unta, gajah, rusa, kambing, domba dan babi yang disebabkan oleh virus Foot and Mouth Disease (FMD). Virus ini termasuk kelompok virus tipe A dari family
Unit Pembelajaran 9 : Virus 40 Picornaviridae, genus Apthovirus. Penularan dapat terjadi melalui: kontak langsung maupun tidak langsung dengan hewan penderita (droplet, leleran hidung, serpihan kulit), vektor hidup (terbawa manusia, dll), dan bisa tersebar melalui angin. d) Cacar pada sapi (Cow-pox) Cacar Sapi adalah penyakit cacar yang disebabkan oleh virus variola. Penyebab cacar ini adalah anggota dari genus orthopoxvirus, yang juga termasuk virus seperti cacar sapi dan cacar monyet. Virus ini bersifat zoonosis, artinya dapat ditransfer antar spesies, seperti dari hewan ke manusia. Penyakit ini menyebar melalui kontak saat memerah susu. Setelah masa inkubasi 3 - 7 hari, ketika sapi mengalami demam, papula muncul di puting susu dan ambing. Dan orang-orang yang berkontak langsung dengan sapi yang sakit ini akan tertular virusnya. e) Flu Burung (Avian Influenza) Flu burung adalah penyakit menular yang disebabkan oleh virus influenza A dari genus Alphainfluenzavirus, famili Orthomyxoviridae, yang telah beradaptasi untuk menginfeksi burung. Penyakit ini menyebabkan kerugian ekonomi yang tinggi karena membunuh ternak ayam dalam jumlah besar. Terkadang mamalia, termasuk manusia, dapat tertular flu burung. infeksi flu burung pada manusia pertama kali ditemukan di Hong Kong pada tahun 1997. Manusia dapat terinfeksi flu burung (influenza A virus) subtipe H5N1, H7N9, dan H9N2. 3) Virus yang menyerang Manusia Selain menyebabkan penyakit pada tumbuhan dan hewan, beberapa virus juga menyebabkan beberapa penyakit pada manusia. Beberapa penyakit pada manusia yang disebabkan oleh virus dapat dijelaskan dalam uraian berikut. a) Influenza disebabkan oleh Orthomyxovirus yang berbentuk seperti bola. Terdapat tiga tipe serologi virus influenza, Tipe A dapat meninfeksi manusia dan hewan, sedangkan B dan C hanya meninfeksi pada manusia.
41 Unit Pembelajaran 9 : Virus b) Cacar terdiri atas dua jenis, yaitu cacar air (Varicella) dan cacar (Variola). Cacar air biasanya menyerang anak-anak dengan gejala lepuh berisi cairan jernih dan gatal. c) Hepatitis disebabakan oleh Flavivirus (Hepatitis A virus, Hepatitis B Virus, dan Hepatitis C Virus). d) Polio disebabkan oleh virus Poliomyelitis. Virus ini menyerang susunan saraf pusat dan menyebabkan kelumpuhan. e) Demam berdarah (Dengue Haemorrhagic Fever) disebabkan oleh Dengue. Penyakit ini ditularkan dan disebarkan oleh nyamuk Aedes aegepty. f) Herpes disebabkan oleh virus Herpes simplex. Virus Herpes simplex I (luka di sekeliling mulut); Herpes simplex II(luka pada alat kelamin); Herpes zosterdapat menyerang saraf dan dapat menimbulkan nyeri yang sangat hebat. g) Acquired Immune Defisiency Syndrome (AIDS) disebabkan oleh virus HIV (Human Immunodeficiency Virus). HIV menyerang sel darah putih limfosit yang berfungsi dalam mengkontrol sistem kekebalan tubuh h) Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) adalah suatu penyakit saluran pernapasan yang disebabkan oleh Corona virus. i) Ebola disebabkan oleh virus ebola yang merupakan kelompok filovirus. Virus ini menyerang manusia dan bisa menyebabkan kematian. Gejala penyakit ini adalah adanya demam, sakit tenggorokan, nyeri otot, dan sakit kepala. Gejala ini biasanya diikuti dengan mual, muntah, dan diare, serta menurunnya fungsi liver dan ginjal dan mulai mengalami masalah pendarahan j) Flu Burung disebabkan oleh virus Avian influenza dari galur H5N1. Virus Avian influenza merupakan virus influenza tipe A yang dapat menjangkiti beberapa hewan, termasuk burung, babi, kuda, anjing laut, dan ikan paus. Unggas merupakan hewan khusus bagi penyebaran virus type A dan berfungsi sebagai inang.
Unit Pembelajaran 9 : Virus 42 Pencegahan dan Pengobatan Infeksi Virus. Penyakit infeksi adalah penyakit yang disebakan oleh virus, bakteri, parasit dan jamur. Beberapa penyakit infeksi yang paling berbahaya di Indonesia yang disebakan oleh virus antara lain diare, demam berdarah, demam chikungunya, flu burung, hepatitis, leptospirosis, polio, SARS, dan rabies. Beberapa penyakit ada yang ditularkan melalui kontak langsung dengan orang atau darah dan cairan tubuh orang yang terkena infeksi melalui alat seperti jarum suntik bersama transfusi darah, alat kedokteran, melalui udara, dan ada pula yang ditularkan melalui vektor atau perantara hewan. Penyakit infeksi sebenarnya lebih mudah dicegah bila kita disiplin menerapkan langkah-langkah pencegahan. Beberapa tips untuk mencegah terkena penyakit infeksi antara lain; a) Jauhi penderita penyakit yang mudah menular melalui kontak, misalnya flu cacar air, atau lainnya, gunakan masker dan pastikan tidak memakai barang pribadi milik penderita penyakit yang terkontaminasi virus. b) Cucilah tangan sebelum, selama dan sesudah melakukan segala aktivitas. c) Memutus siklus hidup nyamuk demam berdarah dan nyamuk lainnya dengan gerakan 4M (Menguras, Menutup, Mengubur, dan Menggunakan anti nyamuk). d) Hindari kontak dengan binatang yang mungkin membawa penyakit berbahaya dan Jagalah kebersihan dan kesehatan hewan peliharaan. e) Makanlah makanan yang kaya antioksidan dan multivitamin A, C dan E. f) Pastikan sudah mendapatkan imunisasi yang dibutuhkan. g) Untuk mencegah penularan virus yang ditularkan melalui droplet dan udara sebaiknya kita melakukan 3 M (mencuci tangan, menggunakan masker, dan menjaga jarak) h) Jika berobat kedokter bahkan harus dirawat pastikan jarum suntik, alat infus atau alat kedokteran lainnya dalam keadaan baru dan steril. i) Menjaga kebersihan lingkungan sekitar Tindakan atau upaya yang paling efektif untuk mencegah penyakit yang disebabkan oleh virus adalah vaksinasi. Vaksinasi merupakan salah satu cara pembentukan imun (imunisasi) yang bertujuan mencegah seseorang